《机电传动单向数控平台_矿大_机械电子_有图》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电传动单向数控平台_矿大_机械电子_有图（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械工程及自动化专业机械工程及自动化专业机械电子方向专业课程设计说明书机械电子方向专业课程设计说明书设计题目：设计题目：机电传动单项数控平台设计机电传动单项数控平台设计设设 计计 者：者： 班班 级：级： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 中国矿业大学机电工程学院2014 年 12 月目录目录一一. .设计任务设计任务1.11.1 设计任务介绍及意义设计任务介绍及意义 2 1.21.2 设计任务设计任务 2 1.31.3 设计参数明细设计参数明细 2 1.41.4 课程设计基本要求课程设计基本要求 3二总体方案设计二总体方案设计2.12.1 电动机的选择电动机的选择 3 2.22.2 传动
2、方式的选择传动方式的选择 4 2.32.3 电气控制的选择电气控制的选择 5 2.42.4 总体方案确定，参数初设总体方案确定，参数初设 5三机械传动系统设计三机械传动系统设计3.03.0 机械传动装置的组成及原理机械传动装置的组成及原理 63.13.1 导轨的选择导轨的选择 63.23.2 步进电机的选型步进电机的选型 83.33.3 同步皮带的选择及校核同步皮带的选择及校核 93.43.4 联轴器的选用联轴器的选用 113.53.5 键的校核键的校核 123.63.6 滚动轴承的选用与校核滚动轴承的选用与校核 133.73.7 润滑与密封装置润滑与密封装置 15四电器控制系统设计四电器控制
3、系统设计4.14.1 设计的基本原则设计的基本原则 164.24.2 PLCPLC 控制系统的具体设计控制系统的具体设计 174.34.3 PLCPLC 高速脉冲输出控制高速脉冲输出控制 24五五. .结束语结束语 30六六.参考文献参考文献 30一一 设计任务设计任务1.11.1 设计任务介绍及意义设计任务介绍及意义通过课程设计培养学生综合运用所学知识和技能、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：（1）培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统(产品)的初步
4、设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。（2）培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。（3）培养学生掌握机电产品设计的一般程序和方法，进行工程师基本素质的训练。（4）树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。1.21.2 设计任务设计任务1、设计内容为机电控制系统（典型机电产品）设计，其主要内容包括：1）机械传动结构设计；2）电气测控系统；设计内容必须包括一个模拟量控制。1.31.3 设计参数明细设计参数明细课程设计题目：机电传动单向数控平台设计（1）电机驱动方式：步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机；（2
5、）机械传动方式：螺旋丝杆、滚珠丝杆、同步皮带、链传动等；（3）电气控制方式：单片微机控制、PLC 控制；（4）功能控制要求：速度控制、位置控制；（5）主要设计参数：单向工作行程1800、1500、1200 mm；移动负载质量100、50 kg；负载移动阻力100、50 N；移动速度控制3、6 m/min；1.41.4 课程设计的基本要求课程设计的基本要求（1）方案设计：根据课程设计任务的要求，在搜集、归纳、分析资料的基础上，明确系统的主要功能，确定实现系统主要功能的原理方案，并对各种方案进行分析和评价，进行方案选优。（2）总体设计：针对具体的原理方案，通过对动力和总体参数的选择和计算，进行总体
6、设计，最后给出机械系统的控制原理图或主要部件图（A2 一张） 。（3）根据控制功能要求，完成电气控制设计，给处电气控制电路原理图（A2 图一张） 。（4）课程设计的成果最后集中表现在课程设计说明书和所绘制的设计图纸上，每个学生应独立完成课程设计说明书一份，字数为 3000 字以上，设计图纸不少于两张。（5）用计算机绘图或手工绘图，打印说明书。（6）设计选题分组进行，每位同学采用不同方案（或参数）独立完成；二二 总体方案设计总体方案设计2.12.1 电机的选择电机的选择步进电机又称脉冲电机。它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。每当输入一个电脉冲时，转子就转过一个相应的步距角。转子角位移的
7、大小及转速分别与输入的电脉冲数及频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步。只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电机绕组通电相序即可获得所需的转角、转速及转向。步进电动机具有以下特点：1、工作状态不易受各种干扰因素(如电压波动、电流大小与波形变化、温度等)的影响； 2 、步进电动机的步距角有误差，转子转过一定步数以后也会出现累积误差，但转子转过一转以后，其累积误差变为“零” ；3、由于可以直接用数字信号控制，与微机接口 比较容易；4、控制性能好,在起动、停止、反转时不易“丢步” ；5、不需要传感器进行反馈，可以进行开环控制；6、缺点是能量效率较低。2.22.2 传动方式的选择传动方式的选择同步带传动是
8、由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。 传输用同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达 1:10。允许线速度可达50m/s，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达 98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。 传输产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带具有以下特点（1
9、）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；（2）传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低；（3）传动效率高，可达 0.98，节能效果明显；（4）维护保养方便，不需润滑，维护费用低；（5）速比范围大，一般可达 10，线速度可达 50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦；（6）可用于长距离传动，中心距可达 10m 以上。（7）相对于 V 型带传送，预紧力较小，轴和轴承上所受载荷小。2.32.3 电气控制的选择电气控制的选择可编程序控制器 PLC 可靠性高、抗干扰能力强，能抗诸如电噪声、电源波动、振动、电磁干扰等的干扰，能抗 1000V、1脉冲的干扰，能在高温、高湿以及空气中存有各种各种强腐蚀物质粒子的恶劣环境下可靠地工作，PLC 能够承受电网电压的变化，即使在电源瞬时断电的情况下，仍可以正常工作。另外 PLC 是通过软件实现控制的，其控制程序编在软件中，实现程序软件化，因而对于不同的控制对象都可以采用相同的硬件配置。PLC 提供标准通信接口，可以方便地进行网络通信。而且 PLC 体积小、能耗低、便于机电一体化。通过 PLC 可以实现对直流伺服电动机的控制，实际上控制时电动机的转动受脉冲控制。利用 PLC 产生高速脉冲串，调节脉冲频率，从而实现步进电动机启动加速、恒速运行、减速停止过程。本次设计设计了启动、停止、设置行程等按钮。还采用了直流伺服电动机的专门控制芯片 PMM
